杜嘉倫 / 永記造漆工業股份有限公司
太陽能光電為目前國家重點發展的產業，其除了需要精密高效率的半導體製程製造太陽能電池外，更需要耐久且可靠的金屬支架來支撐太陽能電池板。面對台灣高溫高濕環境及逐年惡化的極端氣候，支架防蝕絕對是重中之重。因應能源的轉型，國家電力建置需在短時間大容量興建，以烤漆保護支架成為較佳的選擇。本文將深入探討台灣特殊腐蝕環境與塗料保護相互間的關係以啟發更多的思考，並就台灣支架烤漆技術與現況作分析，盼望其成為國內發展綠能計畫的參考。
【內文精選】
台灣特殊的腐蝕環境
台灣地處北迴歸線上，綜觀而論，全球若位處北迴歸線上的陸地大部分為惡地，如阿拉伯沙漠、墨西哥沙漠，或是如雲貴縱谷，以不同的型態呈現。而台灣的氣候為季風型海島氣候，氣候特徵為高溫與高濕並且在雨季多雨，還有每年冬季強烈的東北季風與夏季的高溫西南風吹拂，造就了台灣沿海腐蝕與風蝕共伴的特殊環境。尤其是一般人們忽略的風蝕，因為對於建物侵蝕只會發生在迎風面(尤其是東北面)，但它確實存在且每年起風的日數與強度並不相同，除非長期追蹤研究否則非常容易誤判。
另外，台灣又為地狹人稠的小島，可以用於太陽能光電的大型場域其實不多，同時受限於環境、法令與住民的反應，日照條件與土地可以開發作為太陽能發電的大型場域，目前大都侷限在台中以南的沿海地區，如灘岸地或養殖用魚塭地。尤其面對大面積的魚塭地，此類土地可以同時衍生發電與養殖互利的漁電共生(Fishery and Electricity Symbiosis)，這些地點長期以來便是對於金屬材料保護與防蝕的一大挑戰。
支架烤漆塗裝方式
1. 噴塗後塗裝方式
噴塗為目前最廣泛運用的塗裝方式，其流程如圖四所示。就是在支架做完所有必要的切割、成型、焊接與衝孔、銑孔後，必須對被塗物的鍍面鋼材或鋁材做完整的清潔與化學前處理，最後進行完全包覆式塗裝與烘烤(通常使用靜電噴塗)，烘烤時間約莫在15分鐘到20分鐘，整體產線速度設計在1.0 m/min至2.0 m/min。由於流程中包括嚴格的底材清潔與表面處理浸泡(此道程序為獨立於噴塗線外)，並搭配總膜厚超過45 μm的底漆加面漆塗裝，依目前實際暴露於台中、彰化或雲林沿海環境，預計可使用超過二十年。
圖四、噴塗烤漆線流程
2. 輥塗預塗裝方式
鋼鋁捲預塗裝方式烤漆其開發時間相當早，始於1930年代美國的窄輻鋁片塗裝（用於百葉窗簾），而進化為高速的鋼捲式塗裝則起源於1950年代，並且在1960年代於歐美與日本快速發展，台灣則是在上個世紀1980年代開始導入。預塗式鋼捲因為整體主流塗裝方式為輥塗，塗裝室可以設計為與外界隔絕的密閉系統，完全杜絕環境溫度與濕度對塗裝品質的影響；且產線速度一般大於30 m/min(支架用板厚大於2.0 mm)，因此整體產速與產能極大，若全面採用足以應付目前需要快速建置的大型太陽能光電廠。
封邊塗料的效應
預塗裝系統存在斷面修補的問題，但此問題在上世紀末台灣便已開始使用氟碳塗料進行封邊修補。早期開發過程考量防蝕性、經濟性與施工便捷性，最後在多方溝通下放棄傳統底漆搭面漆系統，專心於底面合一封邊塗料系統與堆疊式塗裝方式，並且在防蝕性與經濟性取得最大綜合效果。而真正大量使用此系統為台塑越南河靜鋼廠的專案工程，總工程消耗高達兩萬三千多公噸的鋼捲板材，從2012年陸續完工的建築物於多年後觀察，其行為與鹽水噴霧加速試驗近乎一致(如圖七)，經過多年的實際使用驗證，目前封邊漆也成為台塑內部工程規範。
圖七、封邊塗料執行6,000小時鹽水噴霧試驗
烤漆前處理
前處理對於支架烤漆而言猶如大樓之地基般重要，完整且優良的前處理不僅可以強化對於金屬底材的附著，同時可以大幅提高耐蝕性，若無完整前處理，其實以目前烤漆如此低的塗膜厚度是絕不可能抵抗嚴苛環境的腐蝕。因此支架烤漆流程中底材前處理應該是性價比最高且重要的工序，但卻最容易被忽略省去---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》427期，更多資料請見下方附檔